Bombas de vácuo vs. Ejetores de vácuo

A tecnologia de vácuo desempenha um papel crucial em uma ampla gama de indústrias, desde embalagens e marcenaria até o processamento de plástico. Tanto bombas de vácuo quanto ejetores de vácuo são usados para gerar vácuo nessas indústrias, permitindo processos eficientes, como manuseio e elevação, embalagem ou termoformagem. Embora ambas as tecnologias sejam projetadas para a geração de vácuo, elas operam de maneiras diferentes.

Em geral, as bombas de vácuo alcançam níveis de vácuo mais constantes, fazendo delas a escolha preferida para muitas aplicações industriais que exigem um suprimento de vácuo consistente, como na secagem a vácuo.

Como as bombas de vácuo funcionam

Uma bomba de vácuo remove ar ou outros gases de um ambiente vedado para gerar vácuo. O meio bombeado entra na bomba de vácuo através de sua entrada e é retido em uma câmara por peças móveis, como palhetas, garras ou parafusos. Dentro de uma rotação dessas peças, o tamanho da câmara diminui. Como consequência, o gás é comprimido até atingir seu menor volume possível. Em seguida, ele é expelido através de uma saída. Ao repetir este ciclo continuamente, o vácuo é mantido.

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Como funcionam os ejetores de vácuo

Os ejetores de vácuo usam ar comprimido ou vapor como força motriz para gerar vácuo. Embora possam ser categorizados pelo tipo de força motriz usada, sua operação se baseia universalmente no princípio de Bernoulli. Esse princípio afirma que quando um fluido se move mais rápido, sua pressão diminui. Consequentemente, quando a pressão é alta, o fluido se move lentamente.

Em um ejetor de vácuo, um fluxo de alta pressão de um compressor de ar ou gerador de vapor é forçado através de um bocal. À medida que o bocal se estreita, o ar acelera para passar pelo espaço menor – assim como o fluxo de água é mais rápido quando você aperta a extremidade de uma mangueira de jardim. Isso acontece porque a mesma quantidade de ar tem que passar, mesmo que o espaço seja menor.

Conforme o princípio de Bernoulli, essa aceleração provoca uma redução da pressão, criando uma área de baixa pressão na região do gargalo do bocal. Como os gases fluem naturalmente de áreas de pressão mais alta para áreas de pressão mais baixa, a pressão diferencial ao redor do bocal aspira gás da câmara de evacuação através da entrada. Este fluxo evacua a câmara de maneira eficaz, gerando vácuo. O fluxo de alta pressão então arrasta e se mistura com o gás da câmara. Durante a mistura, a energia do fluxo de alta pressão é transferida para o gás arrastado, impulsionando a mistura para a frente. Finalmente, ela é expelida através da descarga.

Ejetores de vapor multiestágios

Os ejetores de vapor podem variar de unidades de estágio único a configurações multiestágio, com o número de estágios de ejeção necessários determinado pelo nível de vácuo necessário. Isso significa que, quanto maior o vácuo necessário, mais estágios de ejetores são necessários.

Um ejetor de vapor multiestágios é um sistema de vários ejetores conectados em séries. Ele pode alcançar níveis de vácuo mais altos, reduzindo progressivamente a pressão em cada estágio. À medida que a pressão é reduzida, as moléculas de gás se espalham mais e a densidade do gás diminui. Isso significa que é possível atingir um vácuo mais alto. Nesta configuração, o vapor motriz e a mistura de gás evacuado que sai de um estágio são coletados em um condensador, reduzindo o volume de gás a ser manuseado no próximo estágio.

Diferenças na aplicação

Ejetores de vácuo e bombas de vácuo diferem no princípio de operação e nas aplicações. Os ejetores de vácuo são de baixo custo e fáceis de instalar. Eles são tipicamente integrados em máquinas para tarefas como pick and place. Como os ejetores geram vácuo usando ar comprimido, eles são frequentemente escolhidos quando o processo já requer ar comprimido para outras etapas.

Embora os custos iniciais dos ejetores de vácuo sejam inferiores aos de uma bomba de vácuo, os ejetores consomem uma quantidade significativa de ar comprimido ou vapor, resultando em custos operacionais mais altos ao longo do tempo. Isso faz com que as bombas de vácuo sejam a escolha mais eficiente, economizando despesas com energia. Por essa razão, o investimento inicial mais alto em uma bomba de vácuo será rentabilizado após um curto período de tempo.

Além disso, o nível de vácuo que os ejetores de vácuo podem alcançar é limitado. Para aplicações de médio e alto vácuo, como a liofilização de frutas e legumes, bombas de vácuo são necessárias. Em geral, as bombas de vácuo são mais versáteis, pois podem cobrir uma faixa mais ampla de níveis de vácuo, desde vácuo grosso até alto vácuo. Devido aos diferentes tipos de bomba de vácuo disponíveis, é possível encontrar facilmente a solução certa para uma aplicação específica.

Vantagens das bombas de vácuo

Eficiência energética e custos operacionais

Os ejetores de vapor utilizam vapor pressurizado para gerar vácuo. Para criar o vapor, a água é evaporada em uma caldeira. Esse processo requer energia significativa para o aquecimento e grandes quantidades de água. Parte desse calor é liberado no ambiente ao redor do ejetor, levando, em última análise, a uma operação ineficiente, perda de calor e custos operacionais mais altos. As bombas de vácuo operam em temperaturas mais baixas e não requerem aquecimento adicional ou abastecimento de água. Isso economiza custos e reduz o consumo de energia geral da bomba de vácuo, fazendo com que ela seja a escolha com maior eficiência energética.

Em um sistema ejetor de vapor multiestágios, o último estágio requer a maior quantidade de energia para gerar a pressão final. Economias significativas podem ser obtidas substituindo este ejetor final por uma bomba de vácuo de anel líquido, criando um sistema híbrido. A operação eficiente da bomba de vácuo de anel líquido ajuda a reduzir o consumo de energia. No entanto, a substituição de todos os ejetores de vapor em um sistema de vácuo por bombas de vácuo continua sendo melhor solução para reduzir o consumo de energia e os custos operacionais.

Além disso, as bombas de vácuo da Busch podem ser equipadas com o ECOTORQUE, o variador de velocidade (VSD) da Busch. Com o VSD, a velocidade de rotação da bomba de vácuo pode ser ajustada com precisão à demanda do processo, de modo que apenas a quantidade necessária de energia seja consumida. Isso torna as bombas de vácuo da Busch a escolha ideal para todas as indústrias que buscam economizar custos operacionais.

Impacto ambiental

O impacto ambiental está diretamente relacionado ao tema da eficiência. O calor para a geração de vapor requer energia. Se essa energia vier de fontes não renováveis, como carvão ou gás natural, ela aumenta a pegada de carbono.

Além disso, o vapor cria outro problema. Em ejetores multiestágios, a mistura de vapor e gás do processo é coletada em um condensador para reduzir o volume de gás a ser manuseado no próximo estágio do ejetor. No condensador, o vapor resfria e condensa em água à medida que libera calor para o ambiente. Essa água, ou condensado, é agora descarregada do sistema. No entanto, ela muitas vezes contém contaminantes que foram absorvidos pelo gás do processo, resultando em grandes volumes de água poluída. A coleta e o tratamento dessas águas residuais aumentam ainda mais os custos operacionais e, quando um tratamento correto não é realizado, isso resulta em poluição ambiental.

Para garantir um suprimento de vácuo completamente limpo, o vácuo pode ser gerado com as bombas de vácuo de parafuso a seco COBRA da Busch. Essas bombas de vácuo não necessitam de óleo na câmara de compressão.

Personalização

Ao contrário dos ejetores de vácuo, as bombas de vácuo são adequadas para uma ampla gama de aplicações e podem ser usadas em várias indústrias, incluindo aquelas que requerem alto vácuo ou que operam com vários tipos de gás. Além disso, é possível realizar a centralização do suprimento de vácuo, proporcionando maior controle e eficiência do processo. A Busch oferece sistemas de vácuo completos que podem ser personalizados para atender às necessidades exclusivas de diferentes indústrias. Eles são construídos em centros de construção de sistemas locais e podem ser instalados em uma sala separada no local do cliente. Especialistas locais da Busch conectam o sistema ao processo de produção, integrando a tubulação e os dutos necessários. O fornecimento de vácuo a partir de uma sala de equipamentos separada envolve uma série de vantagens, como níveis de ruído reduzidos, otimização de espaço ou melhoria da qualidade do ar nas áreas de produção.

Além disso, as bombas de vácuo da Busch estão disponíveis em diferentes opção de design, incluindo revestimentos especiais resistentes à corrosão (Aqua) e versões ATEX para uso em áreas potencialmente explosivas. Esse extenso portfólio garante que as bombas de vácuo possam ser selecionadas para uma ampla gama de aplicações e ambientes.

Níveis de ruído

O fluxo constante de vapor ou ar pressurizado em ejetores de vácuo gera altos níveis de pressão sonora devido à sua velocidade. Isso significa que, durante o processo de evacuação, os ejetores podem ser 16 vezes mais barulhentos do que as bombas de vácuo. Isso pode ser problemático em ambientes onde é essencial controlar os níveis de pressão sonora e evitar vibrações altas. Reduzir esse nível de pressão sonora dos ejetores de vácuo requer medidas extensas, como a incorporação de silenciadores.

As bombas de vácuo da Busch operam de forma mais silenciosa, contribuindo para um melhor ambiente de trabalho ao reduzir os ruídos.